Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.4.4 Mạch thu phát Bluetooth HC-05
Module HC-05 là module Bluetooth SPP (Serial Port Protocol), giao thức cổng nối tiếp dễ sử dụng, được thiết kế để thiết lập kết nối nối tiếp không dây. Cổng nối tiếp module Bluetooth đủ điều kiện Bluetooth V2.0 + EDR (Tốc độ dữ liệu nâng cao) điều chế 3Mbps với bộ thu phát vô tuyến 2.4 GHz và băng tần cơ sở hồn chỉnh. Nó sử dụng CSR Bluecore 04 - Hệ thống Bluetooth đơn chip ngồi với cơng nghệ CMOS và với AFH (tính năng nhảy tần thích ứng). Với kích thước nhỏ gọn, module bluetooth HC-05 sẽ đơn giản hóa chu trình thiết kế, phát triển một mạch điện tử. Mạch thu phát Bluetooth HC-05 đảm bào nhiệm vụ nhận tín hiệu từ mạch phát, đảm nhận chức năng Slave. Hình ảnh thực tế của module HC-05 được trình bày qua hình 2.16:
Hình 2.16: Module bluetooth HC-05.
Thơng số kỹ thuật
• Điện áp hoạt động: 3.3 ~ 5VDC.
• Mức điện áp chân giao tiếp: TTL tương thích 3.3VDC và 5VDC.
• Dịng điện khi hoạt động: khi Pairing 30 mA, sau khi pairing hoạt động. • truyền nhận bình thường 8 mA.
• Baudrate UART có thể chọn được: 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200.
• Support profiles: Bluetooth serial port (master and slave). • Bluetooth protocol: Bluetooth specification v2.0 + EDR. • Frequency: 2.4 GHz ISM band.
• Modulation: GFSK (Gaussian frequency shift keying). • Transmit power: =4 dBm, class 2.
• Sensitivity: =-84 dBm at 0.1% BER.
• Rate: Asynchronous: 2.1 Mbps (max.)/160 kbps. • Synchronous: 1 Mbps/1 Mbps.
• Security features: authentication and encryption. • Kích thước: 15.2*35.7*5.6mm.
Sơ đồ chân kết nối và chế độ hoạt động:
Sơ đồ chân cũng như cách kết nối với board mạch Arduino nano được trình bày ở hình 2.17 các chân được sử dụng khi kết nối RX, TX, VCC, GND. Vi điều khiển giao tiếp với module qua 2 chân truyền và nhận dữ liệu TX, RX sử dụng giao thức truyền nối tiếp bất đồng bộ UART.
Hình 2.17: Sơ đồ kết nối chân của HC-05 với arduino nano.
Thiết lập UART mặc định: Baudrate 38400 hoặc 9600. Pairing code mặc định: 1234 hoặc 0000.
Để vào chế độ AT COMMAND, bấm giữ nút bấm, thả nút bấm sẽ thoát chế độ AT COMMAND, lưu ý các lệnh AT đều là chữ in hoa.
Chân EN chỉ nhận mức logic TTL 3V3. Khơng có chức năng chọn vào chế độ AT COMMAND [7].
Bảng 2.2: Các lệnh thông dụng dùng trong HC-05.
Lệnh Trả lời Hiệu ứng Lưu ý
AT OK Kiểm tra kết nối Không đổi
AT+VERSION OKlinvorV1.6 Kiểm tra phiên bản Thay đổi tùy module
AT+BAUD4 OK9600 Thiết lập tốc độ thành 9600
Có thể thay 4 thành 1-7
AT+PIN0000 OKsetPIN Thiết lập pin code thành 0000
Có thể thay đổi tùy ý
AT+NAMExyz OKsetname Thay đổi tên thành xyz Có thể thay đổi tùy ý
2.4.5 Module điều khiển động cơ bước A4988
A4988 là một bộ điều khiển DMOS cực nhỏ với bộ chuyển đổi và bảo vệ q dịng. A4988 có thể điều khiển được động cơ bước lưỡng cực với dòng điện lên đến 2A với mỗi cuộn dây.
Dưới đây là một số tính năng chính của sản phẩm:
• Dễ dàng điều khiển hướng quay và số bước quay. • 5 chế độ điều khiển: full step, half step, 1/4, 1/8, 1/16.
• Có thể điều chỉnh dịng tối đa thông qua một biến trở cho phép động cơ bước hoạt động với cơng suất tối đa.
• Ngắt bảo vệ khi quá nhiệt, quá áp và quá dịng. • Bảo vệ ngắn mạch.
Module A4988 hoạt động với điện từ 8-35V để cấp cho động cơ bước hoạt động. Mức logic dùng để giao tiếp với module từ 3-5.5V qua chân STEP, DIR, ENABLE. Hình 2.18. Mơ tả vị trí vật lý của board A4988. Cấu hình và chức năng của pin được liệt kê qua bảng 2.3 dưới đây.
Hình 2.18: Sơ đồ chân của driver A4988.
Thơng số kỹ thuật:
• Điện áp hoạt động: 8V~35V.
• Dịng liên tục trên mỗi pha: 1A~2A. • Điện áp logic: 3V-5.5V.
• Kích thước: 15,24 x 20,32cm.
Hướng dẫn kết nối module A4988 với vi điều khiển:
Việc kết nối điều khiển giữa vi điều khiển và module khá đơn giản thông qua các chân STEP, DIR, ENABLE. Hình 2.19 dưới đây mô tả chi tiết cách kết nối giữa vi điều khiển với module.
Hình 2.19: Sơ đồ kết nối module driver A4988 với vi điều khiển.
Cần cấp điện áp điều khiển (3-5.5V) vào hai chân VDD, GND và nguồn áp cho động cơ (8-35V) nối vào hai chân VMOT và GND. Các nguồn cung cấp cần có tụ điện được đặt gần với module, và có thể cung cấp đủ dịng điện dự kiến (tối đa 4A để cung cấp cho động cơ). Module có thể kết nối với các loại động cơ bước 4 dây, 6 dây, 8 dây.
Bảng 2.3: Mô tả chức năng pin của module A4988.
Tên pin Mô tả
VDD, GND Kết nối đến nguồn 5V và GND VMOT & GND Chân cấp nguồn cho motor
1A, 1B, 2A, 2B Kết nối đến 4 cuộn dây của motor STEP Chân điều khiển bước
MS1, MS2, MS3 Chân chọn chế độ vi bước SLEEP Chân điều khiển chế độ ngủ DIRECTION Chân chọn hướng quay động cơ ENABLE Cho chép điều khiển động cơ
Bảng 2.4: Mã điều khiển động cơ bước.
MS1 MS2 MS3 Bước
Low Low Low Full step High Low Low 1/2 step Low High Low 1/4 step High Low High 1/8 step High High High 1/16 step